神話の物語から火星の探査まで、人類は生命への答えを求めて天空を探索してきました。しかし、はやぶさ２ミッションほど大胆な試みはかつてありませんでした。
先月初めに宇宙航空研究開発機構 (JAXA) によって打ち上げられたはやぶさ 2 は、生命の始まりを小惑星にたどることができるかどうかを確認することを目的としています。小惑星は惑星形成の際の岩石の残り物であり、イケアの家具を組み立てた後に残った不可解なスペアパーツに似ています。大半は火星 (太陽から 4 番目の惑星) を過ぎて太陽を周回しますが、はやぶさ 2 のターゲット岩は現在、赤い惑星と地球 (太陽から 3 番目) の間を周回しています。
宇宙旅行に必要な距離は、はやぶさ 2 が小惑星 1999 JU3 に追いつくのに 2018 年半ばまでかかることを意味します。しかし、それはクラフトが用意しているものへの序曲にすぎません。目標に近づくと、はやぶさ 2 は、小惑星の過去と、おそらく太陽系のすべての生命の起源を明らかにするために、驚くほど挑戦的な一連のステップに従事するように設定されています。フィラエ宇宙船の有名な彗星への着陸が、遠く離れた大陸から離れたダーツボードにダーツを投げ込むようなものだったとしたら、はやぶさ 2 は移動可能な小型科学者のチームをダーツに詰め込み、彼らにダーツボードを探索させ、ダーツを操縦して家に持ち帰ることを目指しています。 .
ミッションの主な仕事は、地球上の生物に見られるものと一致する水とアミノ酸 (タンパク質の構成要素と生命の必須成分) の兆候を探すことです。もしそうなら、小惑星が生命にとって重要な媒体とそれを始めるための種の両方を送ったという証拠が得られます.
はやぶさ 2 がターゲットとしている小惑星は直径が 1 km しかないため、重力が弱すぎて液体の水を保持できません。しかし、地球からの観測により、水を含む粘土の存在が発見され、小惑星はかつて、少なくとも内部に水を保持するのに十分な重力を持っていたが、その後崩壊した、より大きな物体の一部であったことが示唆されました。はやぶさ２は岩盤を調査し、これらの粘土の位置を特定する予定です。その後、着陸します。
はやぶさ 2 は、宇宙で完全な分析を行うのではなく、小惑星からサンプルを収集して地球に戻します。この往復チケットは、宇宙船自体が小惑星の表面に到達する必要があることを意味します。持ち帰るサンプルを物理的につかむ必要があります。宇宙船と地球の間の通信が人間の助けを借りるには遅すぎるため、これは危険に満ちた着陸です。はやぶさ２は自力で着陸しなければなりません。
1:連絡を取る
安全に地表に到達するために、はやぶさ2は着陸前に反射ターゲットマーカーを投下します。転がりに対抗するための小さなボールで満たされたマーカーは、お手玉のように小惑星の表面に着陸し、光を反射して降下する宇宙船の位置を決めるのに役立ちます。はやぶさ 2 が 30 メートル (100 フィート) 未満に降下すると、探査機は 4 つのレーザーを使用して、着陸地点の斜面にできるだけ正確に位置合わせします。小惑星の弱い重力グリップでは、短い最後のタッチダウンは穏やかである必要があります。強く打ちすぎると、着陸船はすぐに宇宙に飛び出す可能性があります。しかし、クラフトは収集するのに十分な材料を蹴り上げなければなりません。解決策は、はやぶさ 2 が小惑星を弾丸で撃つことです。
2:バレットタイム
5 グラム (1/6 オンス) の弾丸は、小惑星の表面に毎秒 300 メートル (時速 670 マイル) で衝突し、小さな岩を蹴り上げ、長い角を介してはやぶさのサンプル コンテナに集めることができます。
ミッションに投入された膨大な量の計画にもかかわらず、水面着陸のリスクは大きい.その名前が示すように、はやぶさ 2 には前任者がいて、2003 年から 2010 年の間に別の小惑星を訪れました。この最初の宇宙船の着陸中に、誘導レーザーの 1 つが着陸地点で障害物を発見しました。運用を終了して宇宙に戻るのではなく、はやぶさは降下を続け、バウンドしました (9 年後にロゼッタの着陸機フィラエが行ったように)。それは小惑星の表面に戻ったが、意図した秒ではなく、30分間そこにとどまり続けた. 「これは本当に危険でした。 「小惑星の表面では、温度が非常に高く [摂氏 100 度に達する危険があります]、宇宙船がそこに長くいるのは良くありません。」
はやぶさは小惑星を離れて2回目の着陸を試みることができましたが、表面の岩をかき混ぜるための弾丸は発射できませんでした.これにより、どれだけの資料が収集されたかについて誰もが不安になりました.
今回はやぶさ２チームは発射機構に自信あり。それでも、予定外の不具合が発生した場合に備えて、バックアップ計画もあります。
3:歯のコレクター
表面の材料を集めるために使用されるホーンの下端には、端で上向きになる歯の櫛が並んでいます。はやぶさ 2 が地表から上昇するとき、これらの歯がゆるく詰まった地表の岩石を空中に持ち上げます。その後、宇宙船は減速し、より速く移動するデブリがサンプル ジャーに流れ込みます。
4:長期的なプレゼンス
はやぶさ 2 は小惑星の表面をぐるぐる回ることはできませんが、代理人を置き去りにします。フィラエを設計したのと同じドイツとフランスのチームによって開発された MASCOT (Mobile Asteroid Surface SCout) 着陸船は、小惑星を至近距離で分析します。広角カメラで、MASCOT は、はやぶさ 2 が持ち帰る小さな岩の周りの小惑星の配置を撮影できます。また、3 台の小型ローバーを派遣して、岩の多いミニ世界をさらに探索し、さらに遠くから地質情報を提供し、小惑星の弱い重力環境での移動性をテストします。
5:リピート訪問者
一方、宇宙に戻ったはやぶさ２は、再び着陸の準備をします。 2回。
2 回目と 3 回目のタッチダウンにより、はやぶさ 2 はさまざまな場所から岩石サンプルを収集できるようになります。 3 回目の降下では、はやぶさ 2 は小惑星の表面の下から物質を収集することを目指しています。そのためには、5 グラムの弾丸よりも大きなインパクターが必要です。
6:1 つの大きな弾丸
小型のキャリーオン インパクタ (SCI) は、小惑星の弱い重力に浮かぶ、2.5 キログラム (5.5 ポンド) の平らな銅製ディスクです。宇宙船から発射された後、搭載されたタイマーが付属の 4.5 キログラム (10 ポンド) の爆薬を発射し、円盤を変形させて弾丸にし、小惑星の表面に秒速 2 km (時速 4,500 マイル) で突っ込みます。 、直径約10メートル（33フィート）の穴を作ります。爆発前の遅延により、はやぶさ 2 は小惑星の後ろにかがみ込み、爆発の残骸から危険を回避することができます。誰も爆発の楽しさを逃したくないので、はやぶさ２は取り外し可能なカメラを派遣してその過程を監視します。 JAXA からのこのアニメーションで劇的なプロセスを見ることができます:
爆発から安全に離れたら、はやぶさ 2 は最後の降下を開始して物質を収集します。
7:家に帰る
3回の着陸の後、はやぶさ2は小惑星から最後に離陸し、地球の方を指します。 1 年間の帰還の旅は、2020 年の最後の数週間にオーストラリアのアウトバックに宇宙船を預ける予定であり、そこで貴重な貨物が分析のために取り除かれます。これらの岩石粒の中に埋もれているのは、地球のものと一致する水とアミノ酸である可能性があります.
水は生命にとって不可欠であり、私たちの惑星にはかなりの量の水がありますが、それがどこから来たのかは謎のままです.太陽に近いため、私たちの惑星はおそらく乾燥した世界として形成されました。衝突して地球を作り上げた岩石粒子は、氷を含むには熱すぎました。私たちの海を構成する水は、その後の氷を含んだ隕石の衝突によってもたらされた可能性があります。これらの岩石の起源は非常に議論されていますが、より遠い彗星ではなく、小惑星からのものである可能性があるという証拠が積み重なっています.
さらに興味深いことに、小惑星に水が存在すると、タンパク質や既知のすべての生命の重要な成分であるアミノ酸が形成されることが研究によって示唆されています。さらに、小惑星に見られるアミノ酸は、地球上の生命に見られるすべてのアミノ酸と同様に、左利きであるように見えます.左手と右手のように、アミノ酸は 2 つの鏡像構造で形成されます。実験室で作られると、同数の左利きと右利きのアミノ酸が生成されます。しかし、理由は不明ですが、地球の生物学は左利きのバージョンを強く支持しています。はやぶさ 2 が小惑星 1999 JU3 に左手系アミノ酸の存在を確認した場合、それは小惑星によってここにもたらされたものであるため、ここの生命がそれらを使用していることを示唆しています。
今日宇宙を疾走しているその岩石は、何十億年も前に乾燥した地球に衝突し、生命への鍵を与えた双子の岩石かもしれません.はやぶさ 2 がその困難な任務を完了した場合、すぐに確実にわかるかもしれません。
エリザベス・タスカーは北海道大学の助教です。彼女は自分のブログを girlandkat.com で管理しており、@girlandkat で惑星や日本の生命についてツイートしています。
